高考化学大一轮复习方案（考点互动探究+考例考法直击+教师备用习题）第二十单元 化学反应的方向与限度化学平衡常数课件 苏教版.ppt

考点互动探究 考例考法直击 教师备用习题 考试说明 第25讲化学反应的方向与限度化学平衡常数 1 了解化学反应的可逆性及化学平衡的建立 2 掌握化学平衡的特征 了解化学平衡常数 k 的含义 能利用化学平衡常数进行相关计算 一 可逆反应1 定义 在 下既可以向 方向进行 同时又可以向 方向进行的化学反应 2 特点 反应物与生成物同时存在 任一组分的转化率都 填 大于 或 小于 100 3 表示 在方程式中用 表示 二 化学平衡状态1 概念一定条件下的 反应中 当正 逆两个方向的反应速率 时 反应体系中所有参加反应的物质的 保持恒定 达到一种表面静止的状态 知识梳理 考点一可逆反应与化学平衡状态 同一条件 正反应 逆反应 小于 可逆 相等 质量或浓度 2 化学平衡的建立在一定条件下 把某一可逆反应的反应物加入固定容积的密闭容器中 反应过程如下 最大 逐渐减小 逐渐增大 保持不变 同理 若在相同的条件下 把同一可逆反应的生成物加入相同容器内 即反应从逆向开始 也可以建立相同的平衡状态 以上过程可用如图7 20 1表示 图7 20 1 正反应 逆反应 3 平衡特点 图7 20 2 正反应速率 逆反应速率 质量或浓度 4 判断平衡状态的方法 逆向相等 变量不变 1 逆向相等 反应速率必须一个是正反应的速率 一个是逆反应的速率 且经过换算后同一种物质的反应速率和生成速率相等 2 变量不变 如果一个量是随反应进行而改变的 当不变时为平衡状态 一个随反应的进行始终保持不变的量 不能作为是否是平衡状态的判断依据 答案 1 2 3 4 5 6 7 解析 1 正逆反应不是在同一条件下进行的 错误 2 平衡状态反应并没有停止 仍然在进行着 错误 3 对反应a g b g c g d g 压强一直不随时间而变 错误 4 可逆反应反应时向两个方向同时进行 所以充入由18o组成的氧气一段时间后 18o存在于二氧化硫 氧气和三氧化硫中 正确 5 一个可逆反应达到的平衡状态就是这个反应在该条件下所能达到的限度 正确 7 浓度是变量 颜色不变时也就是浓度不变了 可以说明该反应已达到平衡状态 正确 2 对于可逆反应2no g o2 g 2no2 g 1 现向恒容密闭容器中加入含18o的氧气 达到平衡后 18o存在于 中 达到平衡的过程中 正反应速率逐渐 填 增大 减小 或 不变 2 能说明该反应已达到平衡状态的是 a v no2 2v o2 b 容器内气体总物质的量保持不变c v逆 no 2v正 o2 d 容器内气体的密度保持不变 答案 1 no o2 no2减小 2 bc 题组训练 题组一可逆反应 答案 d 解析 x y的平衡浓度之比为1 3 转化浓度亦为1 3 故c1 c2 1 3 a c不正确 平衡时y生成表示逆反应 z生成表示正反应 且vy 生成 vz 生成 应为3 2 b不正确 由可逆反应的特点可知0 c1 0 14mol l 1 2 在一个密闭容器中发生如下反应 2so2 g o2 g 2so3 g 反应过程中某一时刻测得so2 o2 so3的浓度分别为0 2mol l 1 0 2mol l 1 0 2mol l 1 当反应达到平衡时 可能出现的数据是 a c so3 0 4mol l 1b c so2 c so3 0 15mol l 1c c so2 0 25mol l 1d c so2 c so3 0 5mol l 1 答案 c 题组二化学平衡状态的判断 答案 c 解析 可逆反应平衡状态受外界条件影响 当外界条件改变时 能引起平衡状态改变 直到达到新的平衡状态 故a正确 反应达到平衡状态时 各物质的物质的量不变导致各组分的含量不变 故c错误 可逆反应达到平衡状态时 反应没有停止 只是正逆反应速率相等 处于动态平衡状态 故d正确 2 2016 河南清丰第一高级中学月考 在一定温度下的定容密闭容器中 当下列条件不再改变时 表明反应a s 2b g c g d g 已达到平衡状态的现象是 a 混合气体的压强b 混合气体的密度c 气体的总物质的量d 单位时间内生成nmolc的同时消耗2nmolb 答案 b 3 1 在一定条件下 可逆反应达到平衡状态的本质特征是 下列关系中能说明反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 已经达到平衡状态的是 a 3v正 n2 v正 h2 b v正 n2 v逆 nh3 c 2v正 h2 3v逆 nh3 d v正 n2 3v逆 h2 2 在一定温度下的恒容密闭容器中 可逆反应达到平衡状态时 一些宏观物理量恒定不变 a 各物质的浓度不变 b 混合气体的平均相对分子质量不变 c 容器内气体压强不变 d 容器内气体密度不变 e 容器内气体颜色不变 能说明反应n2 g 3h2 g 2nh3 g 达到平衡状态的有 能说明反应h2 g i2 g 2hi g 达到平衡状态的有 能说明反应2no2 g n2o4 g 达到平衡状态的有 能说明反应c s h2o g co g h2 g 达到平衡状态的有 答案 1 正反应速率与逆反应速率相等c 2 abc ae abce abcd 解析 2 中判断时首先要注意本题中反应的条件是恒温恒容 其次要注意反应物和生成物中是否有固体物质存在 以及反应前后气体物质的量的变化 在反应过程中气体的质量不变 因此在恒容状态下不能用密度判断反应是否达到平衡状态 由于反应物和生成物均为无色气体 因此也不能用颜色来判定 是一个反应前后气体体积不变的反应 反应过程中气体的质量不变 物质的量也不变 所以不能用平均相对分子质量 压强和密度判定反应是否达到平衡状态 在反应过程中气体的质量保持不变 因此不能用密度来判定反应是否达到平衡状态 反应过程中气体的质量和气体的物质的量均发生改变 因此a b c d均可用来判定反应是否达到平衡状态 由于反应物和生成物中的气体均为无色 因此不能用颜色来判定反应是否达到平衡状态 方法技巧突破化学平衡状态的判断1 两审 一审题干条件 是恒温恒容还是恒温恒压 二审反应特点 1 全部是气体参与的等体积反应还是非等体积反应 2 有固体或液体参与的等体积反应还是非等体积反应 2 具体示例 1 概念在一定温度下 一个可逆反应达到化学平衡时 生成物 与反应物 的比值是一个常数 用符号 表示 2 表达式对于一般的可逆反应 ma g nb g pc g qd g 在一定温度下达到平衡时 浓度平衡常数 kc 压强平衡常数kp 固体和纯液体的浓度视为常数 知识梳理 考点二化学平衡常数 浓度幂之积 浓度幂之积 k 3 意义 1 k值的大小反应了化学反应进行的程度 k值越大 反应物的转化率越 正反应进行的程度越 当k 105时 认为反应进行得较完全 2 k值的大小只能预示某可逆反应向某方向进行的最大限度 不能预示反应达到平衡所需要的时间 3 k只受 影响 与反应物或生成物的浓度变化无关 与压强变化无关 4 应用 1 利用化学平衡常数 判断反应是否达到平衡或向何方向进行 对于化学反应aa g bb g cc g dd g 的任意状态 浓度商 qc qc k 反应向 反应方向进行 qc k 反应处于 状态 qc k 反应向 反应方向进行 高 大 温度 正 平衡 逆 2 利用k可判断反应的热效应 若升高温度 k值增大 则正反应为 热反应 若升高温度 k值减小 则正反应为 热反应 3 计算转化率 利用平衡常数计算转化率的主要途径是利用温度不变时 平衡常数不变列方程求解 4 计算相关反应的平衡常数 若反应方向改变 则平衡常数变为其倒数 若方程式中各物质的化学计量数等倍扩大或缩小 尽管是同一反应 平衡常数也会改变同次幂 但意义不变 吸 放 答案 1 2 3 4 5 6 7 解析 1 平衡常数只与温度有关 平衡移动不一定是温度引起的 所以错误 2 对于放热反应 温度升高平衡逆向移动 平衡常数减小 错误 3 只要温度不变 则k值不变 正确 4 平衡常数改变一定改变了温度 所以平衡一定移动 正确 5 由于温度不变 所以平衡常数k不会增大 错误 6 改变条件 使反应物的平衡转化率都增大 可能是压强造成的 平衡常数不一定增大 错误 7 平衡常数表达式中不能写入固体物质 因此该表达式错误 2 高炉炼铁发生反应 feo s co g fe s co2 g h 0 1 此反应的平衡常数表达式为k 2 温度下降 则平衡常数k值 填 增大 减小 或 不变 3 已知1100 时 k 0 263 此时测得高炉中c co2 0 025mol l 1 c co 0 1mol l 1 在这种情况下 该反应 填 是 或 没有 处于化学平衡状态 此时化学反应速率是正反应速率 填 或 逆反应速率 其原因是 题组训练 题组一化学平衡常数及其影响因素 答案 d 答案 b 图7 20 4 解析 1 纵坐标是平衡分压的负对数 反应温度升高 so2和no的平衡分压的负对数减小 即平衡分压增大 说明平衡逆向移动 所以平衡常数减小 2 根据平衡常数表达式的规则书写即可 题组二利用平衡常数判断反应状态及其热效应 1 tk时 向2 0l恒容密闭容器中充入1 0molcocl2 反应cocl2 g cl2 g co g 经过一段时间后达到平衡 反应过程中测定的部分数据见下表 下列说法正确的是 a 反应在前2s的平均速率v co 0 080mol l 1 s 1b 保持其他条件不变 升高温度 平衡时c cl2 0 11mol l 1 则反应的 h 0c tk时起始向容器中充入0 9molcocl2 0 10molcl2和0 10molco 反应达到平衡前v正 v逆d tk时起始向容器中充入1 0molcl2和0 9molco 达到平衡时 cl2的转化率大于80 答案 c 2 在容积为1l的密闭容器中 进行如下反应 a g 2b g c g d g 在不同温度下 d的物质的量n d 和时间t的关系如图7 20 5 请回答下列问题 1 700 时 0 5min内 以b表示的平均反应速率为 2 能判断反应达到化学平衡状态的依据是 a 容器中压强不变b 混合气体中c a 不变c v正 b 2v逆 d d c a c c 3 若最初加入1 0mola和2 2molb 利用图中数据计算800 时的平衡常数k 该反应为 填 吸热 或 放热 反应 4 800 时 某时刻测得体系中物质的量浓度如下 c a 0 06mol l c b 0 50mol l c c 0 20mol l c d 0 018mol l 则此时该反应 填 向正反应方向进行 向逆反应方向进行 或 处于平衡状态 图7 20 5 答案 1 0 18mol l min 2 abc 3 0 9吸热 4 向正反应方向进行 3 2016 沧州高三质检 2007年诺贝尔化学奖授予德国科学家格哈德 埃特尔 以表彰他在表面化学研究领域做出的开拓性贡献 1 有人认为 该研究可以提高合成氨反应在铁催化剂表面进行的效率 从而提高原料的转化率 你是否认同他的观点 填 是 或 否 理由是 2 合成氨反应 n2 g 3h2 g 2nh3 g 在某温度时 k 0 4 若出现下列状态 反应将向哪个方向进行以达到平衡状态 在后面空白处填 向逆反应方向进行 向正反应方向进行 或 已经达平衡状态 a c n2 c h2 1mol l 1 c nh3 0 5mol l 1 可以达到平衡 b c n2 0 3mol l 1 c h2 0 1mol l 1 c nh3 0 03mol l 1 可以达到平衡 若该反应升高温度再达到平衡时 k为0 2 则正反应为 反应 答案 1 否催化剂只能提高化学反应速率 不能改变化学反应的限度 2 a 向正反应方向进行b 向逆反应方向进行 放热 题组三化学平衡常数 转化率的有关计算 1 在10l恒容密闭容器中充入x g 和y g 发生反应x g y g m g n g 所得实验数据如下表 下列说法正确的是 a 实验 中 若5min时测得n m 0 050mol 则0至5min时间内 用n表示的平均反应速率v n 1 0 10 2mol l 1 min 1b 实验 中 该反应的平衡常数k 2 0c 实验 中 达到平衡时 x的转化率为60 d 实验 中 达到平衡时 b 0 060 答案 c 2 2016 福建厦门一中月考 将e和f加入密闭容器中 在一定条件下发生反应 e g f s 2g g 忽略固体体积 平衡时g的体积分数 随温度和压强的变化如表所示 已知kp是用平衡分压代替平衡浓度计算 分压 总压 物质的量分数 下列说法正确的是 a b fb 平衡常数k 1000 k 810 c 915 2 0mpa时该反应的平衡常数为kp 4 5mpad 1000 3 0mpa时e的转化率为83 答案 c 3 在1 0l密闭容器中放入0 10mola g 在一定温度下进行如下反应 a g b g c g h 85 1kj mol 1反应时间 t 与容器内气体总压强 p 的数据见下表 回答下列问题 1 欲提高a的平衡转化率 应采取的措施为 2 由总压强p和起始压强p0计算反应物a的转化率 a 的表达式为 平衡时a的转化率为 反应的平衡常数k 3 由总压强p和起始压强p0表示反应体系的总物质的量n总和反应物a的物质的量n a n总 mol n a mol 下表为反应物a浓度与反应时间的数据 计算 a 分析该反应中反应物的浓度c a 变化与时间间隔 t 的规律 得出的结论是 由此规律推出反应在12h时反应物的浓度c a 约为 mol l 1 方法技巧化学平衡计算题的解题思路 1 2015 天津卷 某温度下 在2l的密闭容器中 加入1molx g 和2moly g 发生反应 x g my g 3z g 平衡时 x y z的体积分数分别为30 60 10 在此平衡体系中加入1molz g 再次达到平衡后 x y z的体积分数不变 下列叙述不正确的是 a m 2b 两次平衡的平衡常数相同c x与y的平衡转化率之比为1 1d 第二次平衡时 z的浓度为0 4mol l 1 答案 d 2 2014 天津卷 运用相关化学知识进行判断 下列结论错误的是 a 某吸热反应能自发进行 因此该反应是熵增反应b nh4f水溶液中含有hf 因此nh4f溶液不能存放于玻璃试剂瓶中c 可燃冰主要是甲烷与水在低温高压下形成的水合物晶体 因此可存在于海底d 增大反应物浓度可加快反应速率 因此用浓硫酸与铁反应能增大生成h2的速率 答案 d 解析 当 h t s 0时 反应能自发进行 吸热反应的 h 0 吸热反应能自发 说明 s 0 a项正确 nh4f溶液中f 水解生成hf hf能与玻璃中的sio2发生反应4hf sio2 sif4 2h2o 故nh4f溶液不能存放在玻璃试剂瓶中 b项正确 可燃冰需在低温高压下形成 所以可燃冰可存在于海底 c项正确 常温下 浓硫酸使铁发生钝化 d项错误 3 2014 江苏卷 双选 一定温度下 在三个体积均为1 0l的恒容密闭容器中发生反应 2ch3oh g ch3och3 g h2o g 下列说法正确的是 a 该反应的正反应为放热反应b 达到平衡时 容器 中的ch3oh体积分数比容器 中的小c 容器 中反应到达平衡所需时间比容器 中的长d 若起始时向容器 中充入ch3oh0 15mol ch3och30 15mol和h2o0 10mol 则反应将向正反应方向进行 答案 ad 4 2016 海南卷 顺 1 2 二甲基环丙烷和反 1 2 二甲基环丙烷可发生如下转化 该反应的速率方程可表示为v 正 k 正 c 顺 和v 逆 k 逆 c 反 k 正 和k 逆 在一定温度时为常数 分别称作正 逆反应速率常数 回答下列问题 1 已知 t1温度下 k 正 0 006s 1 k 逆 0 002s 1 该温度下反应的平衡常数值k1 该反应的活化能ea 正 小于ea 逆 则 h 0 填 小于 等于 或 大于 2 t2温度下 图中能表示顺式异构体的质量分数随时间变化的曲线是 填曲线编号 平衡常数值k2 温度t1 t2 填 小于 等于 或 大于 判断理由是 图7 25 4 答案 1 3小于 2 b7 3小于放热反应升高温度时平衡向逆反应方向移动 1 2016 合肥质检 已知 a g 2b g 2c g h qkj mol 1 q 0 在恒容的密闭容器中充入1mola和2molb 一定条件下发